1 引言
无线通讯系统在铁路运输中尤为重要, 其相当于铁道交通分“视听器官”, 一旦通讯时出现问题将严重影响铁路运行的安全和效率。目前我国的铁路无线通讯系统与公用的无线网络系统相比, 发展缓慢, 与公用无线网络迅猛的发展势头形成鲜明对比。铁路通信系统的缓慢发展是全球各国的一个通病, 虽然各个国家在轨道交通无线通信系统的应用方面取得了一定的成绩但是从轨道交通无线通信的发展来看各个国家的轨道无线通讯系统仍就处在从第一代模拟通讯系统向第二代数字通讯系统过度的初级阶段, 尽管如此轨道交通无线通讯系统的成功的运用为我国轨道通信中GSM-R/CTCS的实施提供了非常重要参考和借鉴经验。从目前的全球轨道交通通信系统的发展趋势来看, 数字无线通信是今后轨道交通通信系统分主流趋势。本文主要立足于我国城市轨道交通当中的分轻轨道通信系统对于GSM-R的GPRS技术的应用进行了分析。
在轨道交通网络中的运用及目前存在的问题。
2 目前我国发展GSM-R/CTCS的战略意义
首先, 从世界各国轨道交通的发展趋势中可以借鉴到先关经验, 结合我国目前铁路交通的发展需要, 详细制定了统一化的GSM-R/CTCS系列技术规范和相关标准。再者, 在具体落实上, 充分施行跨专业合作模式, 通过组织专家学者对这些关键问题进行研究分析, 并最终确定总体的技术方案和具体实施办法。在全面推进GSM-R/CTCS技术实施过程当中一定要严格遵循技术要先进、经济要合理、系统要成熟的原则, 在保证通信信号一体化的前题下, 确保ATP建设的优先发展。然后在按照同步进行的方式对新线建设与旧线建设进行同步改造。通过有计划有顺序的按照既定计划实施, 落实机车信号主体化和GSM-R/CTCS发展相结合。
3 GSM-R在GPR技术S中的引入
目前我国铁路交通网络无线通信系统的运行标准主要有GSM-R和TETEA两种, 二者也是目前我国轨道交通通信系统发展方向的主要争论焦点。GSM-R在城际铁路中较之TETRA标准有着许多明显的优势, 例如1) 城市轨道交通中列车往往是通过自动控制运行, GSM-R能够满足自动控制的需要;2) 在告诉铁路运行需求上GSM-R跟适合;3) 由于目前主要运行标准为GSM, 因此对于GSM-R的升级能够完美的匹配网络结构和空中接口, 并且相应设备比较成熟, 就电信运营商的接受情况来看, 目前已有一百多个欧洲国家的二百多个电信运营商已经接受了这项技术。通过这项数据我们可以确切的说在各个国家的各种环境当中我们看到的网络设施设备和移动终端的运行经验已经是非常成熟和丰富了。在网络规划、相关建设以及后期的运行维护方面都有着经过长期验证的成熟经验;4) 对智能网络新业务的引入更加便捷, 为开展各种增值服务提供了便利;5) 虽然GSM-R是GSM在可持续化下发展的转型, 但是随着GSM相关技术的飞速发展GSM-R向第三代通信系统过渡只是时间的问题。
GSM-R技术是建立在GSM技术之上的, 加入了列车的调度、列车控制、高速列车控制等功能, 以及其他铁路交通需要的相关功能, 为铁路交通无线通信系统提供综合的通信系统。但是同样的, GSM-R技术由于是由GSM发展而来的因此, GSM-R技术也同样带有一些GSM的客观缺陷。例如采用电路交换方式, 传输速率低, 频率利用率低, 传输短数据不经济, 呼叫建立时间长, 编码方案不够灵活等。这些不足都对于铁路信息化建设来说都是较大的障碍, 这也促使了铁路通信系统由第二代通信系统向第三代通信系统的转变, 而GPRS在减少连接建立时间、传输速率高、支持X.25和IP (Internet Protocol) 协议、“永远在线”、提供资源的优化使用等方面有着明显的优势, 目前应该是作为向第三代通信系统转变的最佳选择。因此在GSM-R中引入GPRS技术是铁道交通通信系统发展的必然趋势。
4 具体实现方案
GPRS技术是GSM phase 2+技术, 其主要功能是在GSM系统中承担分组交换数据承载以及传输业务, 并且通过GPRS技术将分组教化模式引入GSM系统网络中, 从而在GSM系统中提高了资源的利用率, 与GSM系统在传统中的数据传输相比有着明显的优势, 从传统的电路交换到分组交换产生了质的飞越。传统的GSM系统中, 用户在进行数据传输时其传输速率上限只有9.6kb/s, 采用GPRS的实际可编程方案后, 可以实现资源的灵活配置, 对于间断的、突发的、以及一些高频次的和少量数据的传输都能完美的适应。与此同时GPRS对于偶尔发生的大量数据传输也能满足。并且GPRS支持IP协议和X.25协议, 因此可以很方便的与Internet以及X.25网络进行连接, 这项功能为后续增值业务的开展提供了空间。除此之外, GPRS还可以优化操作者的传输容量, 而且不需要在当前硬件设施的基础上进行额外修改, 仅需要对相关软件进行升级即可实现, 因此其同事也是一种提高资源利用率的经济方案。
铁路轨道交通通信网络中GSM-R的GPRS应用于公共网络中GSM的GPRS应用体系结构类似, 在之后我国建成GSM-R网络系统后, 引入GPRS技术只需要简单的加入SGSN (GPRS业务支持节点) 和GGSN (GPRS网关支持节点) , 并且在BSC (基站控制器) 中添加PCU (分组控制单元) 等网元设备, 就能够实现高速的分组数据业务。GSM-R中的GPRS应用的网络结构体系可简化为图 (1) 所示的结构。
(这里的BTS是基站的收发信台、BSC是基站的控制器、ISDN-R为铁路ISDN网、ISP为Internet是服务的提供者)
GSM-R网络的主要业务是移动用户的语音业务, 如果要在GSM-R中加入GPRS业务, 已有的用户终端也需要做适当的更改, GPRS一般有三类终端A类、B类、C类。其中A类是双模的手机, 可以同时使用语音通信和数据传输业务B类不能够同时使用这两种业务, 但B类可以同时检测这两种业务, 并根据需要在两种业务间快速的切换。C类则比较单一, 用户只能选择一种业务, 选择了语音这不能进行数据传输业务, 反之亦然。如果需要切换需要进人工切换。
5 结语
面对目前我国铁路越拉越高的无线通讯中的业务需求, 现有铁路通信系统中已经逐渐显现出力不从心的态势, GSM-R的GPRS技术在铁路运输中运用已经势在必行, 尽管在新的多媒体通信技术的应用中GSM-R功能运用还存在一定的其不足之处。但针对GSM-R的GPRS应用的不足之处随着世界范围内对其应用程度的加深解决方案陆续的面世并成功运用效的改进了GSM-R移动通信网的现状。综上所述, 在逐步完善GSM-R中GPRS应用的改造后, 我国目前轨道交通额现状将会的到极大的改善, 车站交叉干扰现象严重的问题可以获得进一步改善, 干扰程度可以最大限度的降低, 使得轨道交通作业能力得到进一步的提高, 其对车站的运输效率、经济效率、安全效率都有着积极的促进作用。
摘要：本文结合目前我国铁路现有的无线通讯中的业务需求, 对SM-R的GPRS技术在我国铁路运输当中的具体应用进行了全面细致的讲述, 同时并介绍了在新的多媒体通信技术的应用中GSM-R功能运用以及其不足之处。针对GSM-R的GPRS的现状提出了可信的实现方案, 从而有效的改进GSM-R移动通信网的现状。并且就GSM-R中的特殊寻址方式的具体实现过程进行了探讨分析
关键词：铁路交通运输,GSM-R,GPRS
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